Ferro Fundido Cinzento Nodular Flashcards
(17 cards)
Que operações são exigidas na elaboração destes ferros fundidos?
Para além da inoculação é preciso uma operação adicional nodularização
Qual é o objetivo da nodularização?
Objetivo é criar condições para que a grafite cresça em forma de nódulos –>Através da adição de ligas que tem na sua composição Mg ou Terras raras
–>É obtido por tratamento do banho líquido com a adição de Mg (<0,05%, contendo em geral também Ce e outras TR)
Mg reage com o oxigénio e enxofre, evitando a interferência destes elementos na formação da grafite nodular durante a reação eutética (S e O “envenenam” os locais de crescimento da grafite nos planos basais e formam-se lamelas de grafite)
–>S e O –>Impedem que grafite se forme desta maneira–>Terras raras reagem com S e O e eliminam esta função de impedir crescimento da grafite em forma de nódulos
Porque é que a nodularização se realiza na colher?
Formam-se muitos núcleos –>Grafite cresce em forma de nódulos pelo Mg e Terras raras
Propriedades mecânicas
A resistência mecânica e muito mais elevada em simultâneo com uma razoável ductilidade
–>A forma da grafite atenua o efeito de entalhe
–>Substitui o aço e o ferro fundido cinzento em inúmeras aplicações–>A forma da grafite atenua o efeito de entalhe provocado pelas lamelas do ferro cinzento–>Resistências à deformação plástica muito mais elevadas em simultâneo com uma razoável ductilidade
–>A austempera do ferro nodular (ADI) ampliou o mercado desta família de materiais
Como se obtem os diferentes graus destes ferro fundido nodular
–>Elementos que favorecem formação de ferrite e perlite composição química altera transformações que ocorrem no arrefecimento
Efeito do tamanho dos nodulos e distribuição destes nas propriedades mecânicas
Quanto maior numero e mais pequenos –>Melhor alongamento Apresentam elevada rm associada a uma boa ductilidade
Matrizes ferríticas e perlíticas e que caracteristicas de Rm e ductilidade satisfazem
–>Matrizes ferríticas satisfazem os graus de menor resistência à tracção e elevada ductilidade;
–>Matrizes perlíticas ou martensíticas revenidas satisfazem os graus de elevada resistência mecânica e baixa ductilidade.
–>Graus ou classes 370- 17 e 400-12 são obtidos em ferros nodulares de matriz integralmente ferrítica, no primeiro caso e essencialmente ferrítica no segundo caso;
–>Graus 500-7 e 600-3 obtêm-se com matrizes mistas, ferrítico-perlíticas
–>Graus 700-2 e 800-2 são obtidos com matrizes perlíticas ou martensíticas revenidas.
Matrizes metálica do ferro fundido nodular
–>Ferrítica
–>Perlitico-ferrítica
–>Martensitica revinida
–>Bainítica
Tipos de tratamento térmico
Recozimento de amaciamento (1) (2)
Recozimento de normalizacao (2)
Tempera e revenido (2)
Austempera (2)
Recozimentos de reducao de tensões (3)
(1) Reduz a dureza, melhora a maquinabilidade e melhora a resistência ao impacto
(2) Determina a matriz metalica obtida
(3) Aplica-se a pecas espessas ou de geometria complexa
Recozimento com e sem austenitização, objetivo
Cementite para dissolver se tivermos de alterar fração de perlite ou outra coisa
Recozimento sem austenitização 700-760ºC
Arrefecimento ao ar
Tratamento grafitiza a perlite, transformando a sua cementite lamelar em ferrite e grafite–>Originando matriz ferrítica
Recozimento com austenitização
Com austenitização: Com o primeiro estágio decompõem-se os carbonetos eutécticos e secundários, segundo a reacção:
(Fe, M)3 C = γ [3 Fe (M, C)] + C (grafite);
–>Teores em silício elevados aceleram esta reação, enquanto elementos de liga de natureza carburígena, como o Cr, V, Mo, B, a retardam consideravelmente, chegando mesmo a impedir a decomposição do carboneto; como exemplo, um teor em crómio de 0,26% impede a decomposição dos carbonetos durante um estágio de 20 horas a 925°C
–> O aumento da espessura das peças exige também durações progressivamente mais elevadas; daí a larga gama de uma a oito horas aconselhada para a duração deste estágio;
O segundo estágio serve para decompor a austenite segundo a versão estável da reacção eutectóide, isto é, para transformar a austenite em ferrite e grafite, conforme a reação:
γ [Fe (M, C)] = α [ Fe (M, C)] + C (grafite)
Objetivo do recozimento de normalização
Produção de microestruturas de perlite fina, com :
-resistência à tracção e ao desgaste moderadas, razoável –maquinabilidade
-muito boa aptidão à têmpera superficial
O tratamento pode realizar-se para recuperar as propriedades do estado bruto de vazamento, alteradas por um tratamento térmico (por exemplo de grafitização).
Austempera nos ferros fundidos cinzentos nodulares
Não se faz nos lamelares porque nao tem alongamento e não é a matriz que lhes vai conferir isso
A principal diferença entre o resultado da austêmpera aplicada aos aços e aos ferros nodulares provém da natureza das transformações sofridas pela austenite no domínio bainítico, conforme o seu teor em silício.
–>Teores crescentes em silício inibem progressivamente a precipitação de carbonetos
Etapas da reação bainitica e teor em Si
1- Y-=Ferrite bainitica +Y enriquecida em C
Elevada Rm e ductilidade–>Rm ferrite bainitica e Ductilidade vem da austenite estabilizada
2- Y enriquecida em C = ferrite bainitica +carbonetos (Fe3C ou Fe2.4C –>Ferros não ligados)
Se ocorrer há perda de ductilidade
1 - Ferrite dissolve pouco carbono–>À volta há enriquecimento da austenite que ainda não se transformou
Si inibe precipitação de carbonetos –>Nos ferros fundidos a transformação pode terminar na primeira etapa
Nos ferros temos Si–>Muito mais alto nos ferros do que nos aços –>Porque é um elemento grafitizante –>tem influencia na transformação bainitica –>ocorre em duas etapas e a primeira prolonga se para tempos muitos longos –>é possivel terminar a transformação bainitica sem que a segunda ocorra
Austempera nos ferros fundidos nodulares e efeito da temperatura
Acima de 330–>Dom bainitico superior–>Austenite enrequecidoa em C e ferrite bainitica –>Lamelas de ferrite e à volta matriz de austenite enriquecida em carbono
Espera se desta estrutura –>N temos carbonetos precipitados–>Estrutura com elevada ductilidade e tenacidade–>Presença de austenite na estrutura fase ductil e elevada tenacidade
Tª baixas –>A probabilidade da transformação bainitica apresentar a segunda etapa é favorecida quando temos ta de transformação mais baixa–»Podemos ter presença de carbonetos da ferrite e não na fronteira–>A difusão é muito menor quando trabalhamos com Tª mais baixa e mobilidade dos elementos é reduzida–>Precipitação de carbonetos na ferrite e não na Fg –>
Vantagens desta situação–>Produto com resistência ao choque máxima não escolhemos Tª de transformação baixa –>Para ter a certeza que vamos ter a estrutura da primeira etapa e não com carbonetos
Mas se quisermos Rm devemos escolher Tª de transformação mais baixa para termos carbonetos precipitados
Elevado R0.2 nos dois e baixa ductilidade
Aplicações
Cambotas
Sistemas de travagem
Lingoteiras
Saneamento
Rodas dentadas
Valvulas para condutas
